IT201900000579A1 - PROCEDURE FOR CHECKING LIGHTING DEVICES, CIRCUIT, LIGHTING SYSTEM AND CORRESPONDING IT PRODUCT - Google Patents
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Classifications
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Description
DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo: DESCRIPTION of the industrial invention entitled:
“Procedimento per il controllo di dispositivi di illuminazione, circuito, sistema di illuminazione e prodotto informatico corrispondenti” "Procedure for checking the corresponding lighting devices, circuit, lighting system and IT product"
TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION
Campo tecnico Technical field
La descrizione si riferisce ai dispositivi di illuminazione. The description refers to the lighting devices.
Una o più forme di attuazione possono essere applicate a dispositivi di illuminazione utilizzanti sorgenti di radiazione luminosa ad alimentazione elettrica quali sorgenti di radiazione luminosa allo stato solido, per esempio sorgenti a LED. One or more embodiments can be applied to lighting devices using electrically powered light radiation sources such as solid state light radiation sources, for example LED sources.
Sfondo tecnologico Technological background
Per il controllo delle sorgenti di radiazione luminosa ad alimentazione elettrica - per esempio, le sorgenti allo stato solido quali le sorgenti a LED - sono di impiego corrente circuiti elettronici di controllo (Electronic Control Gear o ECG) suscettibili di controllare l’intensità della radiazione luminosa emessa applicando alle sorgenti di radiazione luminosa un segnale modulato con modulazione a larghezza di impulso (Pulse Width Modulation o PWM). For the control of electrically powered light radiation sources - for example, solid state sources such as LED sources - electronic control circuits (Electronic Control Gear or ECG) capable of controlling the intensity of the light radiation are currently used emitted by applying a modulated signal with pulse width modulation (Pulse Width Modulation or PWM) to the light radiation sources.
Pur essendo sinora prevalente l’utilizzazione di segnali PWM a frequenza fissa, pari o inferiore ad 1 kHz, sono state proposte soluzioni operanti con un segnale PWM a frequenza più elevata, ad esempio 1,47 kHz (si parla quindi di valori comunque inferiori a 2 kHz). Per esempio, una soluzione di questo tipo è disponibile con la serie di ECG PWM-120 di Mean Well Co., Ltd. Although the use of fixed frequency PWM signals equal to or lower than 1 kHz has been prevalent up to now, solutions have been proposed that operate with a PWM signal with a higher frequency, for example 1.47 kHz (we therefore speak of values in any case lower than 2 kHz). For example, such a solution is available with Mean Well Co., Ltd.'s PWM-120 series of ECGs.
Sono state altresì proposte soluzioni, per così dire, ibride, quale per esempio la soluzione disponibile con la denominazione commerciale di eldoLED LINEARdrive presso la società eldoLED B.V.. Questa soluzione prevede di utilizzare “raffiche” (burst) di pacchetti con una frequenza di ripetizione di 238 Hz con ciascun pacchetto comprendente un treno di impulsi a 1,9 kHz e la larghezza di ciascun impulso variabile in dipendenza dal livello di smorzamento dell’intensità luminosa (ossia, con la denominazione corrente nel settore, del livello di “dimming”). Hybrid solutions have also been proposed, so to speak, such as the solution available under the commercial name of eldoLED LINEARdrive at the company eldoLED B.V .. This solution involves using "bursts" of packets with a repetition frequency of 238 Hz with each packet comprising a 1.9 kHz pulse train and the width of each pulse varying as a function of the dimming level of the light intensity (ie, with the current industry denomination, the “dimming” level).
Queste soluzioni sono esposte essenzialmente a due livelli di criticità: These solutions are essentially exposed to two levels of criticality:
- potranno a breve risultare non compatibili con nuove norme regolamentari inerenti al comportamento a taluni livelli di dimming; - they may soon prove incompatible with new regulatory standards relating to behavior at certain dimming levels;
- per livelli di dimming ridotti, per esempio al disotto del 5%, possano emergere differenze apprezzabili di livello di emissione luminosa tra sorgenti di radiazione luminosa collocate ad estremità opposte di un insieme di sorgenti di radiazione luminosa collegate in cascata (cosiddetta differenza “end-to-end”). - for reduced dimming levels, for example below 5%, appreciable differences in the level of light emission may emerge between light radiation sources located at opposite ends of a set of light radiation sources connected in cascade (so-called "end- to-end ").
Scopo e sintesi Purpose and summary
Una o più forme di attuazione si prefiggono lo scopo di superare gli inconvenienti delineati in precedenza. One or more embodiments have the purpose of overcoming the drawbacks outlined above.
Secondo una o più forme di attuazione, tale scopo può essere raggiunto grazie ad un procedimento avente le caratteristiche richiamate nelle rivendicazioni che seguono. According to one or more embodiments, this object can be achieved thanks to a method having the characteristics referred to in the following claims.
Una o più forme di attuazione possono riguardare un corrispondente circuito (per esempio un corrispondente dimmer alimentato da una sorgente esterna). One or more embodiments may relate to a corresponding circuit (for example a corresponding dimmer powered by an external source).
Una o più forme di attuazione possono riguardare un corrispondente sistema di illuminazione. One or more embodiments may relate to a corresponding lighting system.
Una o più forme di attuazione possono riguardare un corrispondente prodotto informatico caricabile nella memoria di almeno un dispositivo di elaborazione e comprendente porzioni di codice software per eseguire le fasi del procedimento quando il prodotto viene eseguito su almeno un computer. Come qui utilizzato, il riferimento a tale prodotto informatico è inteso essere equivalente al riferimento a mezzi leggibili da computer e contenenti istruzioni per controllare il sistema di elaborazione al fine di coordinare l’implementazione del procedimento secondo l’invenzione. Un tale prodotto informatico è utilizzabile per programmare un dispositivo elettronico di controllo (ad esempio un microcontrollore) così da configurare tale dispositivo di elaborazione in modo da attuare il procedimento secondo forme di attuazione, per esempio. One or more embodiments may relate to a corresponding computer product that can be loaded into the memory of at least one processing device and comprising portions of software code for carrying out the steps of the method when the product is executed on at least one computer. As used herein, the reference to this computer product is intended to be equivalent to the reference to computer-readable means containing instructions for controlling the processing system in order to coordinate the implementation of the procedure according to the invention. Such a computer product can be used to program an electronic control device (for example a microcontroller) so as to configure this processing device so as to carry out the method according to embodiments, for example.
Le rivendicazioni formano parte integrante degli insegnamenti tecnici qui somministrati in relazione alle forme di attuazione. The claims form an integral part of the technical teachings administered herein in relation to the embodiments.
Una o più forme di attuazione possono prevedere di attuare una azione di dimming intervenendo su un segnale PWM (nel seguito della presente descrizione si farà costante uso dei termini “dimming” e “PWM”, espressione del lessico prevalente nel settore), prevedendo in particolare di mantenere costante la frequenza fPWM del segnale PWM per livelli di dimming D al disopra di un certo livello considerato come soglia e di ridurre tale frequenza per livelli di dimming al disotto di tale livello di soglia. One or more embodiments may provide for the implementation of a dimming action by acting on a PWM signal (in the following of this description we will constantly use the terms "dimming" and "PWM", expression of the prevailing vocabulary in the sector), providing in particular to keep the frequency fPWM of the PWM signal constant for dimming levels D above a certain level considered as a threshold and to reduce this frequency for dimming levels below this threshold level.
Per esempio, una o più forme di attuazione possono prevedere che la frequenza fPWM del segnale di dimming PWM sia mantenuta costante ad un certo valore - ad esempio superiore a 2 kHz - per valori di dimming D compresi fra un valore di soglia Dth (pari, per esempio, al 5%) ed il 100%. For example, one or more embodiments can provide that the frequency fPWM of the PWM dimming signal is kept constant at a certain value - for example higher than 2 kHz - for dimming values D included between a threshold value Dth (even, for example, 5%) and 100%.
In tal modo è possibile facilitare un funzionamento del dispositivo di illuminazione esente da apprezzabili fenomeni stroboscopici (ossia “strobe-free”, con una dizione recepita a livello di normativa) per i corrispondenti valori di duty-cycle. In this way it is possible to facilitate an operation of the lighting device free from appreciable stroboscopic phenomena (ie “strobe-free”, with a term transposed at the level of legislation) for the corresponding duty-cycle values.
In particolare è possibile selezionare il valore di Dth in modo tale da farlo corrispondere al più basso valore di duty-cycle del segnale PWM per cui non si manifestano apprezzabili differenze end-to-end del tipo descritto in precedenza (ad esempio con uno scarto dell’illuminamento al di sotto del 10%). In particular, it is possible to select the value of Dth in such a way as to make it correspond to the lowest duty-cycle value of the PWM signal so that there are no appreciable end-to-end differences of the type described above (for example with a deviation of the 'illuminance below 10%).
Si è osservato che un tale valore di soglia Dth può dipendere dalla frequenza del segnale PWM, dalla lunghezza del cavo di connessione alle sorgenti di radiazione luminosa e dalle caratteristiche dei LED, in particolare da caratteristiche di progetto, quale la corrente diretta (forward current) prevista per il funzionamento. It has been observed that such a threshold value Dth may depend on the frequency of the PWM signal, on the length of the connection cable to the light radiation sources and on the characteristics of the LEDs, in particular on design characteristics, such as forward current. intended for operation.
Si è altresì osservato che il crescere di parametri quali quelli delineati in precedenza può suggerire la scelta di valori più elevati per il valore di soglia Dth. It has also been observed that the increase of parameters such as those outlined above may suggest the choice of higher values for the threshold value Dth.
In una o più forme di attuazione è possibile prevedere che la frequenza del segnale PWM sia ridotta per valori di duty-cycle compresi fra il valore di soglia Dth ed un valore minimo (ad esempio 0,1%) suscettibile di essere generato dal circuito elettronico di controllo (dimmer), senza osservare alcuna differenza luminosa apprezzabile anche mantenendo, per un valore di dimming minore di Dth, TON ad un valore uguale al valore di TON rilevato a Dth e fPWM. In one or more embodiments it is possible to provide that the frequency of the PWM signal is reduced for duty-cycle values between the threshold value Dth and a minimum value (for example 0.1%) which can be generated by the electronic circuit. control (dimmer), without observing any appreciable luminous difference even maintaining, for a dimming value lower than Dth, TON at a value equal to the TON value detected at Dth and fPWM.
Si è peraltro osservato che, al di sotto del valore di soglia Dth, è vantaggioso che il tempo di on (on time) TON del segnale PWM diminuisca (più) lentamente rispetto al TON che si avrebbe mantenendo fissa la frequenza di PWM (fPWM), per esempio ad un valore maggiore di 2 kHz. It has also been observed that, below the threshold value Dth, it is advantageous for the on time TON of the PWM signal to decrease (more) slowly compared to the TON that would be obtained by keeping the PWM frequency (fPWM) fixed. , for example at a value greater than 2 kHz.
Operando a frequenza costante, è in effetti possibile ridurre il TON in modo proporzionale al livello di dimming D. Variando anche la frequenza, si possono tuttavia mantenere TON più lunghi, ovvero corrispondenti a dutycycle maggiori rispetto a quelli destinati ad essere ottenuti qualora la frequenza non venisse ridotta. Poiché la differenza “end-to-end” dipende essenzialmente da TON, tenendo TON più lungo si mitiga il problema legato a tale differenza. By operating at a constant frequency, it is in fact possible to reduce the TON in proportion to the dimming level D. By also varying the frequency, it is however possible to maintain longer TONs, i.e. corresponding to higher duty cycles than those intended to be obtained if the frequency is not was reduced. Since the “end-to-end” difference essentially depends on TON, keeping TON longer mitigates the problem related to this difference.
In proposito si rammenterà ancora che - anche se il termine “dimming” indica di per sé l’azione di smorzamento dell’intensità luminosa - un valore dimming D pari al 100% è correntemente indicato corrispondere alla massima emissione luminosa della sorgente (sorgente alimentata in modo continuo), mentre un valore D pari allo 0% corrisponde all’annullamento dell’emissione luminosa (sorgente “spenta”). Questa convenzione presenta il vantaggio di stabilire una corrispondenza fra livello di dimming e dutycycle del segnale PWM. In this regard, it will be remembered again that - even if the term "dimming" itself indicates the damping action of the light intensity - a dimming value D equal to 100% is currently indicated to correspond to the maximum light emission of the source (source powered in continuous mode), while a D value equal to 0% corresponds to the cancellation of the light emission (source “off”). This convention has the advantage of establishing a correspondence between the dimming level and the duty cycle of the PWM signal.
Breve descrizione delle figure Brief description of the figures
Una o più forme di attuazione saranno ora descritte, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento alle figure annesse, in cui: One or more embodiments will now be described, purely by way of non-limiting example, with reference to the attached figures, in which:
- la Figura 1 è uno schema a blocchi di un sistema di illuminazione in cui possono trovare applicazione una o più forme di attuazione, - Figure 1 is a block diagram of a lighting system in which one or more embodiments can be applied,
- la Figura 2 è un diagramma riassuntivo delle principali caratteristiche di un segnale PWM, - Figure 2 is a summary diagram of the main characteristics of a PWM signal,
- la Figura 3 è un diagramma di flusso esemplificativo di possibili forme di attuazione, e Figure 3 is an exemplary flow chart of possible embodiments, e
- le Figure 4 e 5 sono diagrammi esemplificativi di possibili criteri di funzionamento di forme di attuazione. Figures 4 and 5 are exemplary diagrams of possible operating criteria of embodiments.
Descrizione particolareggiata di forme di attuazione Nella descrizione che segue sono illustrati vari dettagli specifici, allo scopo di fornire una comprensione approfondita di vari esempi di forme di attuazione. Le forme di attuazione possono essere ottenute senza uno o più dei dettagli specifici, o con altri procedimenti, componenti, materiali, ecc. In altri casi, strutture, materiali o operazioni note non sono illustrate o descritte in dettaglio in modo che i vari aspetti delle forme di attuazione non siano resi poco chiari. Detailed Description of Embodiments Various specific details are illustrated in the following description, in order to provide an in-depth understanding of various embodiment examples. The embodiments can be obtained without one or more of the specific details, or with other processes, components, materials, etc. In other cases, known structures, materials or operations are not illustrated or described in detail so that the various aspects of the embodiments are not made unclear.
Un riferimento a “una forma di attuazione” nel quadro della presente descrizione intende indicare che una particolare configurazione, struttura o caratteristica descritta in relazione alla forma di attuazione è compresa in almeno una forma di attuazione. Per cui, frasi come “in una forma di attuazione”, che possono essere presenti in vari punti della presente descrizione, non fanno necessariamente riferimento esattamente alla stessa forma di attuazione. Inoltre, particolari conformazioni, strutture o caratteristiche possono essere combinate in un modo adeguato qualsiasi in una o più forme di attuazione. A reference to "an embodiment" within the framework of the present disclosure is meant to indicate that a particular configuration, structure or feature described in relation to the embodiment is included in at least one embodiment. Therefore, phrases such as "in one embodiment", which may be present at various points of the present description, do not necessarily refer to exactly the same embodiment. Furthermore, particular conformations, structures or features can be combined in any suitable way in one or more embodiments.
I riferimenti qui utilizzati sono forniti semplicemente per comodità e quindi non definiscono l’ambito di protezione o la portata delle forme di attuazione. The references used here are provided simply for convenience and therefore do not define the scope of protection or the scope of the forms of implementation.
Lo schema della Figura 1 è esemplificativo di un sistema di illuminazione comprendente sorgenti di radiazione luminosa ad alimentazione elettrica. Si può trattare, in una o più forme di attuazione, di sorgenti di radiazione luminosa allo stato solido, ad esempio sorgenti a LED. The diagram of Figure 1 is an example of a lighting system comprising electrically powered light radiation sources. In one or more embodiments, they can be solid-state light radiation sources, for example LED sources.
Nell’esempio rappresentato nella Figura 1, è prevista la presenza di un certo numero di stringhe di LED, LM1, LM2, LM3, … - qui schematizzate come collegate in parallelo fra loro - con ciascuna stringa (o unità elettrica, talvolta denominata SEU) comprendente uno o più LED elettricamente in serie tra loro. Opzionalmente, le varie unità (SEU) LM1, LM2, LM3, ... possono comprendere un regolatore di corrente CR1, CR2, CR3, …, suscettibile di regolare l’intensità di corrente attraverso la stringa di LED a valori compresi, per esempio, fra alcuni mA sino ad alcune centinaia di mA. In the example represented in Figure 1, the presence of a certain number of LED strings, LM1, LM2, LM3, ... - here schematized as connected in parallel with each other - with each string (or electrical unit, sometimes called SEU) comprising one or more LEDs electrically in series with each other. Optionally, the various units (SEU) LM1, LM2, LM3, ... can include a current regulator CR1, CR2, CR3, ..., capable of regulating the intensity of current through the LED string to included values, for example , between a few mA up to a few hundred mA.
A puro titolo di riferimento - e peraltro senza intenti limitativi, ma con la possibilità di cogliere la rilevanza di alcuni dei problemi qui considerati - le singole unità LM1, LM2, LM3, … (che, almeno in linea di principio, possono essere in numero qualsiasi) sono suscettibili di presentarsi sia come moduli di dimensioni contenute, sia sotto forma di moduli lineari aventi anche una certa lunghezza, ad esempio una lunghezza di 10 m. Purely by way of reference - and moreover without limiting intentions, but with the possibility of grasping the relevance of some of the problems considered here - the individual units LM1, LM2, LM3, ... (which, at least in principle, can be in number any) are likely to appear both as modules of limited size and in the form of linear modules also having a certain length, for example a length of 10 m.
Nell’esempio rappresentato nella Figura 1, il funzionamento delle varie unità LM1, LM2, LM3, … è controllato da un circuito elettronico di controllo 10 (correntemente denominato Electronic Control Gear o ECG) operante fra una rete di alimentazione M (ad esempio una rete di distribuzione in alternata) e la o le unità LM1, LM2, LM3, … e suscettibile di applicare alle unità LM1, LM2, LM3, … , tramite una linea L, un corrispondente segnale di alimentazione. Per esempio, nei sistemi operanti a tensione costante (Constant Voltage o CV) si può trattare di una tensione di 12 V, 24 V, 36 V o 48 V. In the example shown in Figure 1, the operation of the various units LM1, LM2, LM3, ... is controlled by an electronic control circuit 10 (currently called Electronic Control Gear or ECG) operating between a power supply network M (for example a network AC distribution) and the unit or units LM1, LM2, LM3,… and capable of applying to the units LM1, LM2, LM3,…, via a line L, a corresponding power supply signal. For example, in systems operating at constant voltage (Constant Voltage or CV) this can be a voltage of 12 V, 24 V, 36 V or 48 V.
Secondo criteri noti ai tecnici esperti del settore, il circuito 10 (nel seguito indicato per brevità come ECG) è in grado di svolgere la suddetta azione di alimentazione assolvendo anche funzioni di correzione del fattore di potenza, soppressione delle interferenze radio e, per quanto qui di interesse, di smorzamento dell’intensità della radiazione luminosa (“dimming”) in funzione di un corrispondente segnale di regolazione D. According to criteria known to those skilled in the art, the circuit 10 (hereinafter referred to for brevity as ECG) is able to perform the aforementioned power supply action also performing the functions of power factor correction, suppression of radio interference and, as far as hereinafter of interest, damping the intensity of the light radiation ("dimming") as a function of a corresponding regulation signal D.
Il segnale D (segnale di dimming) può essere ricevuto dall’ECG 10 secondo modalità diverse, ad esempio a partire da un bus DALI, non visibile nella figura. Signal D (dimming signal) can be received by ECG 10 in different ways, for example starting from a DALI bus, not visible in the figure.
Ancora una volta a puro titolo di riferimento (e dunque senza intenti limitativi, ma al solo fine di facilitare la comprensione della criticità di alcuni aspetti qui considerati), la linea L può presentare lunghezze variabili in campi che vanno da lunghezze ridotte (ad esempio 0,5 m) a lunghezze di un certo rilievo, ad esempio 50 m o più. Once again purely by way of reference (and therefore without limiting intentions, but for the sole purpose of facilitating the understanding of the criticality of some aspects considered here), the L line can have variable lengths in fields ranging from reduced lengths (for example 0 , 5 m) at lengths of a certain importance, for example 50 m or more.
Così come già indicato in precedenza, l’azione di dimming può essere svolta prevedendo che il segnale inviato dall’ECG 10 verso la o le unità LM1, LM2, LM3 possa presentarsi come un segnale cui è applicata una modulazione a larghezza di impulso (Pulse Width Modulation o PWM). As already indicated above, the dimming action can be performed by providing that the signal sent by the ECG 10 towards the unit (s) LM1, LM2, LM3 may appear as a signal to which a pulse width modulation is applied (Pulse Width Modulation or PWM).
I criteri di applicazione della modulazione PWM ad un tale segnale sono noti ai tecnici esperti del settore, il che rende superfluo fornire in questa sede una descrizione di maggior dettaglio. The criteria for applying PWM modulation to such a signal are known to those skilled in the art, which makes it unnecessary to provide a more detailed description here.
A titolo di riferimento, si può rammentare (vedere al riguardo la Figura 2) che in un segnale modulato PWM è osservabile l’alternarsi di: By way of reference, it can be recalled (see Figure 2 in this regard) that in a PWM modulated signal it is possible to observe the alternation of:
- intervalli “attivi” o tempi di on (ossia con applicazione di segnale) di durata TON, e - “active” intervals or on times (ie with application of a signal) of duration TON, e
- intervalli “inattivi” o tempi di off (ossia senza apprezzabile applicazione di segnale), di durata TOFF. - “inactive” intervals or off times (ie without appreciable signal application), of TOFF duration.
Il tutto con la somma della durata dei tempi “attivi” (tempi di on) TON e della durata dei tempi “inattivi” (tempi di off) TOFF, ossia TPWM=TON+TOFF, che identifica il periodo del segnale PWM e, in modo complementare, la frequenza fPWM=1/TPWM del segnale PWM.All this with the sum of the duration of the "active" times (on times) TON and the duration of the "inactive" times (off times) TOFF, i.e. TPWM = TON + TOFF, which identifies the period of the PWM signal and, in complementary mode, the frequency fPWM = 1 / TPWM of the PWM signal.
Il rapporto TON/TPWM = TON/(TON+TOFF), esprimibile in valori assoluti o in percentuale, identifica il cosiddetto “duty-cycle” del segnale PWM. The ratio TON / TPWM = TON / (TON + TOFF), expressed in absolute values or as a percentage, identifies the so-called “duty-cycle” of the PWM signal.
Un’azione di dimming attuata tramite un segnale PWM tiene in conto il fatto che l’intensità della radiazione luminosa emessa da una sorgente di radiazione luminosa quale una sorgente a LED risulta proporzionale alla carica iniettata durante l’impulso PWM, ossia all’integrale della corrente i(t) diretta del LED su un periodo o ciclo T del segnale PWM; vale a dire, in formula, 1/T ∫(i(t)∙dt con il tempo t che va da 0 a T. A dimming action implemented through a PWM signal takes into account the fact that the intensity of the light radiation emitted by a light radiation source such as a LED source is proportional to the charge injected during the PWM pulse, i.e. to the integral of the direct current i (t) of the LED over a period or cycle T of the PWM signal; that is, in formula, 1 / T ∫ (i (t) ∙ dt with time t ranging from 0 to T.
Pertanto, assumendo di avere un livello di corrente (corrispondente al valore massimo degli impulsi rappresentati nella Figura 2) fisso, l’intensità della radiazione luminosa cresce con il duty-cycle dell’impulso, il che corrisponde ad avere il valore del duty-cycle TON/TPWM corrispondente al livello di dimming D. Therefore, assuming to have a fixed current level (corresponding to the maximum value of the pulses represented in Figure 2), the intensity of the light radiation increases with the duty-cycle of the pulse, which corresponds to having the value of the duty-cycle TON / TPWM corresponding to the dimming level D.
Al riguardo si osserva che, operando con una frequenza fPWM pari, per esempio, a 250 Hz o 1,0 kHz è possibile raggiungere livelli di dimming ridotti (ad esempio 1,0% o anche 0,1%), corrispondenti al quasi completo spegnimento delle sorgenti di radiazione luminosa. In this regard, it is noted that, by operating with an fPWM frequency equal, for example, to 250 Hz or 1.0 kHz, it is possible to achieve reduced dimming levels (for example 1.0% or even 0.1%), corresponding to almost complete switching off the sources of light radiation.
Sono in corso di definizione nuovi standard (ad esempio gli standard IEC TR 63158 e NEMA 77/2017) che stabiliscono criteri per qualificare il comportamento di una sorgente di illuminazione come esente da fenomeni stroboscopici (strobe-free) in condizioni in cui la modulazione della luce è riscontrata non avere un impatto apprezzabile sulla percezione umana. New standards are being defined (for example the IEC TR 63158 and NEMA 77/2017 standards) which establish criteria to qualify the behavior of a lighting source as being strobe-free in conditions in which the modulation of the light is found to have no appreciable impact on human perception.
Al riguardo si osserva che, ad esempio quando si utilizzino linee di alimentazione L e/o unità LM1, LM2, LM3 piuttosto lunghe (con lunghezze anche di decine di metri) e correnti di un certo rilievo le componenti reattive (induttanze e capacità) parassite determinano un deterioramento del segnale PWM. In this regard, it is noted that, for example, when using rather long power lines L and / or LM1, LM2, LM3 units (with lengths of even tens of meters) and currents of a certain importance, the parasitic reactive components (inductances and capacitances) cause a deterioration of the PWM signal.
Per esempio si osserva che, per le unità elettriche più lontane dall’ECG 10 (ossia per le unità “in coda” nella cascata di unità LM1, LM2, LM3, ..., all’estremità di destra della rappresentazione della Figura 1) la durata TON del tempo di on risulta di fatto ridotta rispetto al valore di TON per le unità elettriche più vicine all’ECG 10 (ossia per le unità “in testa” alla cascata di unità). Questo può dare origine a differenze “end-to-end” a livello di emissione luminosa delle sorgenti rispettivamente più vicine e più lontane rispetto all’ECG 10. For example, it is observed that, for the electrical units furthest from the ECG 10 (ie for the "queued" units in the cascade of units LM1, LM2, LM3, ..., at the far right of the representation of Figure 1) the duration TON of the on time is in fact reduced compared to the TON value for the electrical units closest to the ECG 10 (ie for the units “at the head” of the cascade of units). This can give rise to "end-to-end" differences in the level of light emission of the closest and farthest sources respectively compared to the ECG 10.
In considerazione del fatto che la distorsione dell’impulso influenza la durata TON del tempo di on in misura costante, si verifica che le suddette differenze “end-to-end” possono essere ulteriormente esacerbate in presenza di frequenze di PWM elevate (fPWM > 2 kHz) e di livelli di dimming ridotti (ad esempio al di sotto del 5%). In consideration of the fact that the distortion of the pulse affects the duration TON of the on time in a constant measure, it is verified that the aforementioned "end-to-end" differences can be further exacerbated in the presence of high PWM frequencies (fPWM> 2 kHz) and reduced dimming levels (e.g. below 5%).
Nel documento US 9 107 257 B2 (cui corrisponde EP 2 679 076 B1) si fa riferimento a varie soluzioni in cui: In document US 9 107 257 B2 (to which EP 2 679 076 B1 corresponds) reference is made to various solutions in which:
- la frequenza di commutazione può essere aumentata in modo che la larghezza dell’impulso PWM corrisponda ad un multiplo intero di un periodo di commutazione risultante; - the switching frequency can be increased so that the PWM pulse width corresponds to an integer multiple of a resulting switching period;
- la frequenza di commutazione può essere aumentata in modo che il periodo di commutazione risultante corrisponda ad una larghezza minima non nulla dell’ingresso di dimming PWM; - the switching frequency can be increased so that the resulting switching period corresponds to a non-zero minimum width of the PWM dimming input;
- la frequenza di commutazione può essere aumentata in modo che il periodo di commutazione risultante corrisponda ad un cambiamento (delta) minimo della larghezza di impulso dell’ingresso di dimming PWM; - the switching frequency can be increased so that the resulting switching period corresponds to a minimum change (delta) of the pulse width of the PWM dimming input;
- la frequenza del segnale di dimming PWM può essere ridotta (aumentando il periodo del segnale di dimming PWM) per cui, per ottenere un livello di uscita luminosa corrispondente all’ingresso di controllo di dimming, la larghezza dell’impulso viene mantenuta con il duty-cycle risultante corrispondente ad un ingresso di controllo di dimming. Per esempio, la frequenza del segnale di dimming PWM può essere ridotta mantenendo la larghezza di impulso ad un multiplo intero del periodo di commutazione. La commutazione del convertitore di potenza può essere sincronizzata con l’impulso PWM in modo tale per cui l’inizio di un ciclo del segnale PWM può corrispondere all’inizio di un ciclo di commutazione del convertitore di potenza. - the frequency of the PWM dimming signal can be reduced (by increasing the period of the PWM dimming signal) so that, to obtain a light output level corresponding to the dimming control input, the pulse width is maintained with the duty resulting cycle corresponding to a dimming control input. For example, the frequency of the PWM dimming signal can be reduced by keeping the pulse width at an integer multiple of the switching period. The switching of the power converter can be synchronized with the PWM pulse in such a way that the beginning of a PWM signal cycle can correspond to the beginning of a switching cycle of the power converter.
Una o più forme di attuazione possono mettere a frutto la possibilità di intervenire sulle caratteristiche del segnale PWM (vedere ad esempio la Figura 2) in funzione del segnale di dimming D (virtualmente dal 100% allo 0%) operando secondo le modalità esemplificate nel diagramma di flusso della Figura 3. One or more embodiments can exploit the possibility of intervening on the characteristics of the PWM signal (see for example Figure 2) as a function of the dimming signal D (virtually from 100% to 0%) by operating according to the methods exemplified in the diagram flow rate of Figure 3.
In una azione indicata dal blocco 100, l’ECG 10 riceve in ingresso il valore di un livello di dimming D desiderato. Ciò può avvenire secondo criteri noti, ad esempio tramite un’azione di regolazione manuale da parte di un utilizzatore o a partire da un bus DALI. In an action indicated by block 100, the ECG 10 receives in input the value of a desired dimming level D. This can be done according to known criteria, for example through a manual adjustment action by a user or starting from a DALI bus.
L’azione indicata dal blocco 100 può essere eventualmente associata alla ricezione (secondo modalità analoghe) di un livello di soglia di dimming Dth (suscettibile di essere determinato in funzione di vari parametri di sistema, già discussi in precedenza) altrimenti suscettibile di essere adottato come parametro fisso di regolazione. Lo stesso può eventualmente valere per un’ulteriore valore di soglia di dimming D’th, inferiore a Dth (ossia D’th < Dth). The action indicated by block 100 can possibly be associated with the reception (according to similar methods) of a dimming threshold level Dth (which can be determined as a function of various system parameters, already discussed above), otherwise which can be adopted as fixed adjustment parameter. The same may possibly apply to a further dimming threshold value D’th, lower than Dth (ie D’th <Dth).
Così come esemplificato nella Figura 3, in un’azione esemplificata dal blocco di scelta 102, il livello di dimming D desiderato ricevuto dall’ECG 10 può essere confrontato con il livello di soglia Dth. As exemplified in Figure 3, in an action exemplified by the choice block 102, the desired dimming level D received from the ECG 10 can be compared with the threshold level Dth.
Se la relativa azione di confronto indica (esito positivo “Y” del blocco 102) che il valore di dimming D desiderato raggiunge il valore di soglia Dth, essendo per esempio superiore allo stesso, in una azione o complesso di azioni esemplificate dal blocco 104 della Figura 3, la frequenza fPWM e la durata TON del tempo di on del segnale PWM viene regolata secondo criteri “convenzionali” così come esemplificato nella porzione a destra, indicata con I, dei diagrammi delle Figure 4 e 5. If the relative comparison action indicates (positive outcome "Y" of block 102) that the desired dimming value D reaches the threshold value Dth, being for example higher than the same, in an action or set of actions exemplified by block 104 of the Figure 3, the frequency fPWM and the duration TON of the on time of the PWM signal is adjusted according to "conventional" criteria as exemplified in the portion on the right, indicated with I, of the diagrams of Figures 4 and 5.
Secondo tali criteri, la frequenza fPWM è mantenuta (ossia tenuta ad un valore costante: vedere il diagramma della Figura 4, a destra) ed il duty-cycle (in particolare la durata del tempo di on, TON) è fatto variare così da modificare secondo una legge desiderata l’intensità della radiazione luminosa emessa dalle unità LM1, LM2, LM3, … giocando sulla carica iniettata durante l’intervallo TON, ossia sull’integrale - o, visto altrimenti, sul valore medio - della corrente diretta o forward current che attraversa i LED durante l’impulso PWM. According to these criteria, the frequency fPWM is maintained (i.e. kept at a constant value: see the diagram of Figure 4, on the right) and the duty-cycle (in particular the duration of the on time, TON) is made to vary so as to modify according to a desired law, the intensity of the light radiation emitted by the units LM1, LM2, LM3, ... playing on the charge injected during the TON interval, i.e. on the integral - or, seen otherwise, on the average value - of the forward current which passes through the LEDs during the PWM pulse.
Al riguardo si apprezzerà che i diagrammi delle figure 4 e 5 fanno riferimento a valori di frequenza fPWM e di durata del tempo di on, TON (scala delle ordinate) rappresentati in funzione del livello di dimming D (scala delle ascisse) con le relative scale di tipo logaritmico. In this regard, it will be appreciated that the diagrams of Figures 4 and 5 refer to frequency values fPWM and duration of the on time, TON (ordinate scale) represented as a function of the dimming level D (abscissa scale) with the relative scales logarithmic type.
Tale rappresentazione è puramente esemplificativa e non va intesa (anche in relazione a quanto detto nel seguito) come intesa a limitare le forme di attuazione all’adozione di specifiche leggi di corrispondenza fra il livello di dimming D e parametri del segnale PWM. This representation is purely illustrative and should not be understood (also in relation to what is said below) as intended to limit the forms of implementation to the adoption of specific laws of correspondence between the dimming level D and parameters of the PWM signal.
Tornando al diagramma di flusso della Figura 3, a fronte di un esito negativo dell’azione di confronto esemplificata dal blocco 102, identificativo del fatto che il livello di dimming desiderato non raggiunge il livello di soglia Dth, essendo al disotto dello stesso, l’azione di regolazione dei parametri fPWM e TON del segnale PWM viene attuata secondo criteri diversi da quelli discussi in precedenza, per esempio secondo le modalità esemplificate nella porzione di sinistra, indicata con II, dei diagrammi delle Figure 4 e 5. Returning to the flow diagram of Figure 3, in the face of a negative result of the comparison action exemplified by block 102, identifying the fact that the desired dimming level does not reach the threshold level Dth, being below it, the adjustment action of the parameters fPWM and TON of the PWM signal is carried out according to criteria different from those discussed above, for example according to the methods illustrated in the left portion, indicated with II, of the diagrams of Figures 4 and 5.
Per immediato riferimento, nelle parti a sinistra, indicate con II, di entrambi i diagrammi delle Figure 4 e 5, l’andamento a tratti indicato con A esemplifica (a titolo di riferimento) la situazione che si determinerebbe qualora l’azione di controllo della frequenza fPWM e dell’intervallo TON fosse attuata secondo gli stessi criteri esemplificati in precedenza con riferimento alla porzione del rispettivo grafico indicata con I, ossia con la frequenza fPWM mantenuta costante e l’intervallo TON ridotto in funzione del livello di dimming D. For immediate reference, in the parts on the left, indicated with II, of both the diagrams of Figures 4 and 5, the trend in pieces indicated with A exemplifies (by way of reference) the situation that would arise if the control action of the frequency fPWM and of the TON interval was implemented according to the same criteria exemplified previously with reference to the portion of the respective graph indicated with I, i.e. with the frequency fPWM kept constant and the TON interval reduced as a function of the dimming level D.
In una o più forme di attuazione, l’azione o complesso di azioni esemplificate dal blocco 106 nel diagramma di flusso della Figura 3 possono prevedere che, in presenza di un livello di dimming D desiderato che non raggiunge il livello di soglia Dth (ad esempio dell’ordine del 5%), la frequenza fPWM non sia più mantenuta costante ma (eventualmente in modo graduale) ridotta così come esemplificato dai vari possibili andamenti indicati con B’, B’’ e B’’’ nel diagramma della Figura 4, ai quali possono corrispondere vari possibili andamenti della durata del tempo di on, TON indicati con C’, C’’’ e C’’’ nel diagramma della Figura 5. In one or more embodiments, the action or complex of actions exemplified by block 106 in the flow diagram of Figure 3 can provide that, in the presence of a desired dimming level D that does not reach the threshold level Dth (for example of the order of 5%), the fPWM frequency is no longer kept constant but (possibly gradually) reduced as exemplified by the various possible trends indicated with B ', B' 'and B' '' in the diagram of Figure 4, to which various possible trends in the duration of the on time may correspond, TON indicated with C ', C' '' and C '' 'in the diagram of Figure 5.
Si è osservato che questo modo di operare facilita la riduzione degli effetti di variazione dell’intensità luminosa end-to-end descritti in precedenza evitando, per livelli di dimming maggiori di Dth, effetti stroboscopici indesiderati. It has been observed that this way of operating facilitates the reduction of the effects of end-to-end light intensity variation described above, avoiding unwanted stroboscopic effects for dimming levels greater than Dth.
Per quanto riguarda la strategia di regolazione della frequenza fPWM e della durata del tempo di on, TON, per valori di dimming desiderati inferiori al valore di soglia Dth, ossia che non raggiungono tale valore, è possibile adottare strategie diverse esemplificate dai diagrammi B’, B’’ e B’’’ nella Figura 4 e, rispettivamente, dai diagrammi C’, C’’’ e C’’’ nella Figura 5. As regards the strategy for regulating the frequency fPWM and the duration of the on time, TON, for desired dimming values lower than the threshold value Dth, i.e. that do not reach this value, it is possible to adopt different strategies exemplified by diagrams B ', B '' and B '' 'in Figure 4 and, respectively, by diagrams C', C '' 'and C' '' in Figure 5.
Per esempio, l’andamento indicato con B’ e C’ corrisponde al fatto di ridurre (per esempio, in modo graduale) la frequenza fPWM per valori di D inferiori a Dth, mentre il valore del tempo di on, TON, è mantenuto ad un valore costante pari al valore corrispondente al livello di soglia di dimming Dth, per cui l’azione di regolazione dell’intensità della radiazione luminosa (in funzione del livello di dimming D desiderato) è affidata alla sola riduzione della frequenza fPWM. For example, the trend indicated by B 'and C' corresponds to the fact of reducing (for example, gradually) the frequency fPWM for values of D lower than Dth, while the value of the on time, TON, is maintained at a constant value equal to the value corresponding to the dimming threshold level Dth, so that the adjustment action of the intensity of the light radiation (as a function of the desired dimming level D) is entrusted only to the reduction of the frequency fPWM.
Si è osservato che questa scelta, pur accettabile, può accompagnarsi alla presenza di valori di Stroboscopic Effect Visibility Measure (SVM) maggiori di 1 e/o ad un tremolio (flicker) visibile (tali fenomeni essendo peraltro distinti e non correlati fra loro). It has been observed that this choice, while acceptable, can be accompanied by the presence of Stroboscopic Effect Visibility Measure (SVM) values greater than 1 and / or a visible flicker (these phenomena being however distinct and not correlated with each other).
Ad esempio, si è verificato che adottando la strategia esemplificata dagli andamenti B’ e C’ nei diagrammi delle Figure 4 e 5 con una frequenza fPWM portata a circa 420 Hz per un valore di dimming D dell’1%, un’ulteriore riduzione di tale frequenza a 42 Hz per un valore di dimming D dello 0,1% può dare origine a fenomeni percettibili di tremolio (flicker). For example, it has been verified that by adopting the strategy exemplified by the B 'and C' trends in the diagrams of Figures 4 and 5 with an fPWM frequency brought to about 420 Hz for a dimming value D of 1%, a further reduction of this frequency at 42 Hz for a dimming value D of 0.1% can give rise to perceptible flicker phenomena.
Una o più forme di attuazione possono pertanto adottare varianti del criterio esemplificato dai diagrammi B’ e C’ visti in precedenza (durata del tempo di on, TON, mantenuta costante e azione di dimming affidata esclusivamente alla riduzione della frequenza fPWM) operando secondo le modalità esemplificate dai diagrammi B’’, B’’’ (Figura 4) e C’’, C’’’ (Figura 5). One or more embodiments can therefore adopt variants of the criterion exemplified by the diagrams B 'and C' seen previously (duration of the on time, TON, kept constant and dimming action entrusted exclusively to the reduction of the frequency fPWM) operating according to the modalities exemplified by diagrams B '', B '' '(Figure 4) and C' ', C' '' (Figure 5).
Una strategia di controllo del tipo di quella esemplificata dalle curve B’’, B’’’ e C’’, C’’’ prevede la rilevazione (in un’azione esemplificata dal blocco di scelta 108 rappresentato in linea a tratti nella Figura 3) del fatto che il valore di dimming desiderato D stia al disopra oppure al disotto di un ulteriore livello di soglia D’th, inferiore al (primo) livello di soglia Dth. A control strategy of the type exemplified by curves B '', B '' 'and C' ', C' '' provides for detection (in an action exemplified by the choice block 108 represented in dashed line in Figure 3 ) of the fact that the desired dimming value D is above or below a further threshold level D'th, lower than the (first) threshold level Dth.
Per esempio, un esito positivo “Y” della verifica del blocco 108 può corrispondere al fatto che il valore di dimming desiderato D è compreso fra Dth e D’th ed alla conseguente attuazione (esemplificata per semplicità dal blocco 106 della Figura 3, della strategia di riduzione della frequenza fPWM con TON mantenuto (costante) delineata nella porzione dei diagrammi B” e C” delle Figure 4 e 5, dunque di una strategia corrispondente, per un valore di dimming desiderato D compreso fra Dth e D’th, alla stessa strategia già discussa in precedenza con riferimento ai diagrammi B’e C’. For example, a positive outcome "Y" of the verification of block 108 may correspond to the fact that the desired dimming value D is included between Dth and D'th and to the consequent implementation (exemplified for simplicity by block 106 of Figure 3, of the strategy reduction of the fPWM frequency with TON maintained (constant) outlined in the portion of diagrams B "and C" of Figures 4 and 5, therefore of a corresponding strategy, for a desired dimming value D between Dth and D'th, to the same strategy already discussed above with reference to diagrams B'e C '.
Proseguendo con lo stesso esempio, un esito negativo “N” della verifica del blocco 108 può invece corrispondere al fatto che il valore di dimming desiderato D non raggiunge D'th (rimanendo al disotto di D'th) ed alla conseguente attuazione (esemplificata del blocco 110 della Figura 3) di una strategia di mantenimento della frequenza fPWM - ad un valore costante ridotto rispetto al valore di fPWM adottato per D maggiore di Dth, mentre TON viene ridotto in funzione di D a partire dal valore assunto in corrispondenza di Dth. Continuing with the same example, a negative result "N" of the verification of block 108 may instead correspond to the fact that the desired dimming value D does not reach D'th (remaining below D'th) and to the consequent implementation (exemplified by the block 110 of Figure 3) of a strategy for maintaining the frequency fPWM - at a constant value reduced with respect to the value of fPWM adopted for D greater than Dth, while TON is reduced as a function of D starting from the value assumed at Dth.
Una tale strategia, adottata per valori D inferiori a D’th può essere vista come un ideale ritorno (per valori di dimming molto ridotti) alla strategia esemplificata nella porzione I dei diagrammi delle Figure 4 e 5, ossia ad una strategia con frequenza fPWM costante ed durata del tempo di on, TON gradualmente ridotta, tale strategia essendo peraltro attuata in corrispondenza di un valore della frequenza fPWM ridotto rispetto a quello utilizzato per valori di dimming D che raggiungono (e superano) la (prima) soglia Dth con la riduzione di TON che viene, per così dire, ripresa dopo essere stata “sospesa” per valori di D compresi fra Dth e D’th, là dove gli andamenti B’’ e C’’ prevedono (per valori di dimming D compresi fra Dth e D’th) un’aderenza stretta all’andamento “ideale” rappresentato in B’ e C’. Such a strategy, adopted for D values lower than D'th, can be seen as an ideal return (for very small dimming values) to the strategy exemplified in portion I of the diagrams of Figures 4 and 5, i.e. to a strategy with constant fPWM frequency and duration of the on time, TON gradually reduced, this strategy being implemented in correspondence with a value of the frequency fPWM reduced with respect to that used for dimming values D that reach (and exceed) the (first) threshold Dth with the reduction of TON which is, so to speak, resumed after being "suspended" for values of D between Dth and D'th, where the trends B '' and C '' predict (for dimming values D between Dth and D 'th) close adherence to the “ideal” trend represented in B' and C '.
Gli andamenti indicati con B’’’ e C’’’ nelle Figure 4 e 5 (nonché le indicazioni 106’ e 110’ riferite ai blocchi in precedenza indicati come 106 e 110 nel diagramma di flusso della Figura 3) sono esemplificativi di una soluzione alternativa, per così dire, “ibrida”, in cui per valori di dimming D compresi fra Dth e D’th si prevede (in un’azione esemplificata dal blocco 106’): The trends indicated with B '' 'and C' '' in Figures 4 and 5 (as well as the indications 106 'and 110' referring to the blocks previously indicated as 106 and 110 in the flow chart of Figure 3) are examples of a solution alternative, so to speak, "hybrid", in which for dimming values D between Dth and D'th it is expected (in an action exemplified by block 106 '):
- la riduzione della frequenza fPWM esemplificata dal diagramma B’’’ della Figura 4, con un andamento più “dolce” rispetto a quello dei diagrammi B’ e B’’(ossia di ammontare più ridotto, ad esempio sino ad un valore di circa 1000 Hz, invece di un valore ad esempio di 420 Hz); - the reduction of the fPWM frequency exemplified by diagram B '' 'of Figure 4, with a more "gentle" trend compared to that of diagrams B' and B '' (i.e. of a smaller amount, for example up to a value of approximately 1000 Hz, instead of a value of, for example, 420 Hz);
- una corrispondente riduzione della durata del tempo di on, Ton, che invece di essere mantenuta costante al livello raggiunto in corrispondenza di Dth (come nel caso dei diagrammi C’ e C’’) continua a scendere pur con un andamento meno ripido rispetto a quello seguito per D maggiore di Dth. - a corresponding reduction in the duration of the on time, Ton, which instead of being kept constant at the level reached in correspondence with Dth (as in the case of diagrams C 'and C' ') continues to descend even if with a less steep trend compared to the one followed for D greater than Dth.
Gli andamenti indicati con B’’’ e C’’’ nelle Figure 4 e 5 prevedono quindi, per valori di dimming D inferiori a D’th, un’azione esemplificata dal blocco 110’ in cui: The trends indicated with B ’’ and C ’’ ’in Figures 4 and 5 therefore envisage, for dimming values D lower than D’th, an action exemplified by block 110’ in which:
- la frequenza fPWM è mantenuta (costante) al valore raggiunto in corrispondenza di D’th, e - the fPWM frequency is maintained (constant) at the value reached at D’th, e
- la riduzione della durata del tempo di on, Ton, prosegue a partire valore raggiunto in corrispondenza di D’th riprendendo l’andamento più ripido seguito per D maggiore di Dth. - the reduction of the duration of the on time, Ton, continues from the value reached at D’th, resuming the steeper trend followed for D greater than Dth.
Così come qui esemplificato, un procedimento per pilotare dispositivi di illuminazione ad alimentazione elettrica (per esempio, LM1, LM2, LM3) applicando agli stessi un segnale - per esempio, una corrente i(t) - con modulazione PWM, può comprendere controllare (per esempio nelle azioni 104, 106, 110; 106’, 110’) almeno una fra la frequenza (fPWM) e la durata (TON) del tempo di on del segnale con modulazione PWM in funzione di un segnale di controllo di dimming (per esempio, D) indicativo di un valore obiettivo (target) dell’intensità della radiazione luminosa dei dispositivi di illuminazione ad alimentazione elettrica, con il procedimento che può comprendere: As exemplified here, a method for driving electrically powered lighting devices (for example, LM1, LM2, LM3) by applying to them a signal - for example, a current i (t) - with PWM modulation, may comprise controlling (for example in actions 104, 106, 110; 106 ', 110') at least one of the frequency (fPWM) and the duration (TON) of the on time of the signal with PWM modulation as a function of a dimming control signal (for example , D) indicative of an objective value (target) of the intensity of the light radiation of electrically powered lighting devices, with the procedure which may include:
- i) per valori del segnale di controllo di dimming che raggiungono una soglia di dimming (per esempio, Dth, essendo ad esempio superiori a tale soglia), controllare (per esempio, in 104) la durata del tempo di on (TON) del segnale con modulazione PWM in funzione del segnale di controllo di dimming mantenendo in corrispondenza di un primo valore la frequenza del segnale con modulazione PWM, - ii) per valori del segnale di controllo di dimming che non raggiungono detta soglia di dimming (essendo ad esempio inferiore ad essa), ridurre (per esempio in 106, 110 o 106’, 110’) la frequenza (fPWM) del segnale con modulazione PWM al disotto di detto primo valore in funzione del segnale di controllo di dimming (D). - i) for dimming control signal values that reach a dimming threshold (for example, Dth, being for example higher than this threshold), check (for example, in 104) the duration of the on time (TON) of the signal with PWM modulation as a function of the dimming control signal, keeping the frequency of the PWM modulated signal at a first value, - ii) for dimming control signal values that do not reach said dimming threshold (being, for example, lower thereto), reduce (for example in 106, 110 or 106 ', 110') the frequency (fPWM) of the PWM modulated signal below said first value as a function of the dimming control signal (D).
Un procedimento così come qui esemplificato può comprendere, per valori del segnale di controllo di dimming che non raggiungono detta soglia di dimming, ridurre (vedere, per esempio, B’, B’’) la frequenza (fPWM) del segnale con modulazione PWM in funzione del segnale di controllo di dimming mantenendo (vedere, per esempio, C’, C’’) la durata (TON) del tempo di on del segnale con modulazione PWM. A method as exemplified here can comprise, for dimming control signal values that do not reach said dimming threshold, reduce (see, for example, B ', B' ') the frequency (fPWM) of the PWM modulated signal in function of the dimming control signal maintaining (see, for example, C ', C' ') the duration (TON) of the on time of the signal with PWM modulation.
Un procedimento così come qui esemplificato può comprendere, per valori del segnale di controllo di dimming che non raggiungono un’ulteriore soglia di dimming (per esempio, D’th), più bassa di detta soglia di dimming, controllare (vedere, per esempio, C’’, C’’’) la durata (TON) del tempo di on del segnale con modulazione PWM in funzione del segnale di controllo di dimming, mantenendo (vedere, per esempio, B’’, B’’’) la frequenza (fPWM) del segnale con modulazione PWM ad un valore inferiore a detto primo valore. A method as exemplified here may comprise, for dimming control signal values that do not reach a further dimming threshold (for example, D'th), lower than said dimming threshold, to control (see, for example, C '', C '' ') the duration (TON) of the on time of the signal with PWM modulation as a function of the dimming control signal, maintaining (see, for example, B' ', B' '') the frequency (fPWM) of the signal with PWM modulation to a value lower than said first value.
Un procedimento così come qui esemplificato può comprendere, per valori del segnale di controllo di dimming fra detta soglia di dimming e detta ulteriore soglia di dimming, ridurre (vedere per esempio, B’’) la frequenza (fPWM) del segnale con modulazione PWM al di sotto di detto primo valore in funzione del segnale di controllo di dimming mantenendo (vedere per esempio, C’’) la durata del tempo di on (TON) del segnale con modulazione PWM. A method as exemplified here can comprise, for values of the dimming control signal between said dimming threshold and said further dimming threshold, reduce (see for example, B '') the frequency (fPWM) of the PWM modulated signal to below said first value as a function of the dimming control signal while maintaining (see for example, C '') the duration of the on time (TON) of the signal with PWM modulation.
Un procedimento così come qui esemplificato può comprendere, per valori del segnale di controllo di dimming fra detta soglia di dimming e detta ulteriore soglia di dimming, ridurre (vedere, per esempio, B’’’, C’’’) sia la frequenza (fPWM), sia la durata (TON) del tempo di on del segnale con modulazione PWM in funzione del segnale di controllo di dimming. A method as exemplified here can comprise, for dimming control signal values between said dimming threshold and said further dimming threshold, reduce (see, for example, B '' ', C' '') both the frequency ( fPWM), and the duration (TON) of the on time of the PWM modulation signal as a function of the dimming control signal.
Così come qui esemplificato, un circuito elettronico di controllo (quale, per esempio, l'ECG 10) configurato per l’accoppiamento (per esempio, tramite la linea N) ad un insieme di dispositivi di illuminazione ad alimentazione elettrica e per applicare agli stessi un segnale con modulazione PWM, può essere configurato per ricevere (per esempio, 100) un segnale di controllo di dimming indicativo di un valore obiettivo dell’intensità della radiazione luminosa di detti dispositivi di illuminazione ad alimentazione elettrica e controllare almeno una fra la frequenza (fPWM) e la durata (TON) del tempo di on del segnale con modulazione PWM in funzione del segnale di controllo di dimming con il procedimento così come qui esemplificato. As exemplified here, an electronic control circuit (such as, for example, the ECG 10) configured for coupling (for example, via the N line) to a set of electrically powered lighting devices and for applying them a PWM modulated signal can be configured to receive (for example, 100) a dimming control signal indicative of a target value of the light radiation intensity of said electrically powered lighting devices and control at least one of the frequency ( fPWM) and the duration (TON) of the on time of the signal with PWM modulation as a function of the dimming control signal with the procedure as exemplified here.
Così come qui esemplificato, un sistema di illuminazione può comprendere: As exemplified here, a lighting system can include:
- un circuito elettronico di controllo così come qui esemplificato (vedere, per esempio, 10), e - an electronic control circuit as exemplified here (see, for example, 10), and
- un insieme di dispositivi di illuminazione ad alimentazione elettrica accoppiati (per esempio tramite la linea L) al circuito elettronico di controllo per ricevere dallo stesso detto segnale con modulazione PWM. - a set of electrically powered lighting devices coupled (for example through line L) to the electronic control circuit to receive said signal with PWM modulation from the same.
Così come qui esemplificato, un prodotto informatico caricabile nella memoria di un circuito elettronico di controllo programmabile può comprendere porzioni di codice software per implementare il procedimento così come qui esemplificato, come risultato del fatto che il prodotto è eseguito su detto circuito elettronico di controllo (10). As exemplified herein, a computer product that can be loaded into the memory of a programmable electronic control circuit may comprise portions of software code for implementing the method as exemplified here, as a result of the product being executed on said electronic control circuit (10 ).
Si apprezzerà infine che, per semplicità di illustrazione, nelle presente descrizione e nelle figure annesse si è fatto pressoché esclusivo riferimento a variazioni di parametri (per esempio, alla riduzione della frequenza fPWM) attuate in modo “continuo”, vale a dire a variazioni attuate con una funzione che - sempre facendo per semplicità riferimento alla frequenza fPWM - partendo da un valore fisso riduce in modo progressivo, senza salti, la frequenza fPWM. Finally, it will be appreciated that, for the sake of simplicity of illustration, almost exclusive reference has been made in the present description and in the attached figures to changes in parameters (for example, to the reduction of the fPWM frequency) implemented in a "continuous" way, that is to say to implemented variations with a function that - again referring to the fPWM frequency for simplicity - starting from a fixed value progressively reduces, without jumps, the fPWM frequency.
Soluzioni di questa natura possono risultare vantaggiose, vuoi a livello di implementazione, vuoi in quanto consentono di evitare effetti visibili, ma non sono in alcun modo da considerarsi imperative per le forme di attuazione. Solutions of this nature can be advantageous, either at the implementation level, or as they allow to avoid visible effects, but they are in no way to be considered imperative for the forms of implementation.
Detto altrimenti, le forme di attuazione qui esemplificate (e le rivendicazioni che seguono) non sono da ritenersi in alcun modo vincolate a variazioni di tipo graduale: per fare un solo esempio – chiaramente non limitativo - non è in alcun modo necessario che la frequenza fPWM vari rispetto al livello di dimming D secondo una legge o funzione continua. In other words, the embodiments exemplified here (and the following claims) are not to be considered in any way bound to gradual variations: to give just one example - clearly not limiting - it is not in any way necessary that the fPWM frequency vary with respect to the dimming level D according to a continuous law or function.
Per esempio, invece di questa soluzione (suscettibile di risultare vantaggiosa a livello implementativo e visuale), una o più forme di attuazione possono adottare una legge di variazione “quantizzata” per passi o salti discreti, per esempio prevedendo di ridurre fPWM da 2 a 1 kHz. For example, instead of this solution (which can be advantageous at the implementation and visual level), one or more embodiments can adopt a "quantized" variation law for discrete steps or jumps, for example by providing for reducing fPWM from 2 to 1 kHz.
Fermi restando i principi di fondo, i particolari di attuazione e le forme di attuazione potranno variare, anche in modo significativo, rispetto a quanto qui illustrato a puro titolo di esempio non limitativo senza per questo uscire dall’ambito di protezione. Without prejudice to the basic principles, the details of implementation and forms of implementation may vary, even significantly, with respect to what is illustrated here purely by way of non-limiting example without thereby departing from the scope of protection.
L’ambito di protezione è determinato dalle rivendicazioni annesse. The scope of protection is determined by the attached claims.
ELENCO DEI RIFERIMENTI LIST OF REFERENCES
Dispositivi di illuminazione LM1, LM2, LM3 Regolatori di corrente CR1, CR2, CR3 Circuito elettronico di controllo (ECG) 10 Rete di alimentazione M Linea di collegamento L Frequenza segnale PWM fPWM Durata tempo di on segnale PWM TON Durata tempo di off segnale PWM TOFF Periodo segnale PWM TPWM Segnale controllo di dimming D Soglia di dimming Dth Ulteriore soglia di dimming D’th Ricezione segnale controllo di dimming 100 Confronto con soglia di dimming 102 Confronto con ulteriore soglia di dimming 108 Azioni di controllo 104, 106, 110, 106’, 110’ Andamento frequenza segnale PWM A, B', B'', B''' Andamento durata tempo di on segnale PWM A, C', C'', C''' Lighting devices LM1, LM2, LM3 Current regulators CR1, CR2, CR3 Electronic control circuit (ECG) 10 Power supply network M Connection line L PWM signal frequency fPWM PWM signal on time duration TON PWM signal off time duration TOFF PWM signal period TPWM Dimming control signal D Dimming threshold Dth Additional dimming threshold D'th Receiving dimming control signal 100 Comparison with dimming threshold 102 Comparison with additional dimming threshold 108 Control actions 104, 106, 110, 106 ' , 110 'PWM signal frequency trend A, B', B '', B '' 'PWM signal on time duration trend A, C', C '', C '' '
Claims (8)
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